JP2023542164A - 触媒化微粒子フィルター - Google Patents

Abstract

本発明は、触媒化微粒子フィルター、特に内燃機関の排出処理システムに使用するための触媒化微粒子フィルターに関する。提供されるのは、触媒化微粒子フィルター、触媒化微粒子フィルターの製造方法、及び内燃機関からの排気ガス中の排出物を制御するための触媒化微粒子フィルターを用いる方法である。

Description

本発明は、触媒化微粒子フィルター、特に内燃機関の排出処理システムに使用するための触媒化微粒子フィルターに関する。提供されるのは、触媒化微粒子フィルター、触媒化微粒子フィルターの製造方法、及び触媒化微粒子フィルターを用いる、内燃機関からの排気ガス中の排出物を制御するための方法である。

大抵の内燃機関の排気ガスの大部分は、比較的無害な窒素（Ｎ_２）、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）、及び二酸化炭素（ＣＯ_２）を含有するが、排気ガスは、比較的少ないながらも、有害な及び／又は毒性のある物質、例えば不完全燃焼による一酸化炭素（ＣＯ）、未燃燃料による炭化水素（ＨＣ）、過剰燃焼温度による窒素酸化物（ＮＯｘ）も含有する。

或る一定の内燃機関、例えば希薄燃焼エンジン、ディーゼルエンジン、天然ガスエンジン、発電所、焼却炉、又はガソリンエンジンは、かなりの量の粒子状物質（ＰＭ）を伴う排気ガスを生成する傾向がある。

汚染物質である未燃焼の炭化水素、一酸化炭素及び窒素酸化物の排出物は、引き続き規制されている。よって白金族金属（ＰＧＭ）を含有する触媒は、内燃機関の排気ガスのラインに位置している。このような触媒は、排気ガス流中の酸素による未燃焼の炭化水素及び一酸化炭素の酸化、及び窒素酸化物の窒素への還元を促進する。スラリーを含有するＰＧＭを基材上に均一にコーティングすることにより、触媒が形成される。別の技術では、白金族金属を基材にゾーン状にコーティングする。

２０１６年１２月２３日に、中華人民共和国の環境保護部（ＭＥＰ）は、軽車両からの排出に対する中国６制限及び測定方法の最終法規（ＧＢ１８３５２．６－２０１６；以下、中国６とも称する）を発表した。これは中国５の排出基準よりもはるかに厳しい。特に中国６ｂは、粒子状物質（ＰＭ）の制限を組み込んでおり、オンボード診断（ＯＢＤ）要件を採用している。さらに、世界統一試験サイクル（World Harmonized Light-duty Vehicle Test Cycle）（ＷＬＴＣ）で車両の試験を行うことが定められている。ＷＬＴＣには多くの急加速及び長時間の高速要求が含まれ、これには高出力が要求され、リッチ条件下（ラムダ＜１）又は深いリッチ条件下（ラムダ＜０．８）で長時間（例えば５秒超）「オープンループ」状態（燃料パドルを最後まで押し込まなければならない）を引き起こす可能性がある。基準はさらに厳しくなってくるが、ＮＯｘ、ＨＣ及びＣＯなどの汚染物のさらなる変換を提供する、さらに改善された微粒子フィルターの提供が望ましい。

本発明は、触媒化微粒子フィルター、特に内燃機関の排出処理システムに使用するための触媒化微粒子フィルターに関する。

態様には、微粒子フィルターと、ゾーン分けした触媒層とを含む、内燃機関からの排気ガス処理のための触媒化微粒子フィルターが含まれる。

他の態様には、触媒化微粒子フィルターと、選択的接触還元（ＳＣＲ）触媒、三元変換（ＴＷＣ）触媒、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、アンモニア酸化（ＡＭＯｘ）触媒、ＮＯｘトラップ、ＮＯｘ吸収触媒、炭化水素トラップ触媒の１つ以上とを含む内燃機関からの排気ガス処理のためのシステムが含まれる。

他の態様には、触媒化微粒子フィルターの製造方法と、内燃機関からの排気ガスを処理するための方法が含まれる。

図１（ａ）及び（ｂ）は、ウォールフローフィルターの例を示す。 図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）は、実施例１～７のＰＧＭ分布レイアウトを示す。 図３（ａ）及び（ｂ）は、実施例９及び１０のＰＧＭ分布レイアウトを示す。 図４（ａ）及び（ｂ）は、実施例１２及び１３のＰＧＭ分布レイアウトを示す。 図５は、ＷＬＴＣサイクルで試験した、本発明の実施態様による触媒化微粒子フィルター（実施例２～７）及び先行技術の微粒子フィルター（実施例１）のガス排出結果のプロットを示す。 図６は、ＷＬＴＣサイクルで試験した、本発明の実施態様による触媒化微粒子フィルター（実施例１０）及び先行技術の微粒子フィルター（実施例９）のガス排出結果のプロットを示す。 図７は、ＷＬＴＣサイクルで試験した、本発明の実施態様による触媒化微粒子フィルター（実施例１３）及び先行技術の微粒子フィルター（実施例１２）のガス排出結果のプロットを示す。

本発明の複数の例示的な実施態様を記載する前に、本発明は、以下の記載に示される構造又はプロセス工程の詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施態様が可能であり、且つ様々な方法で実施する又は行うことができる。

本開示で使用される用語に関して、以下の定義が提供される。

特許請求の範囲を含む本明細書全体を通して、「１つを含む」又は「含む」という用語は、特に指定しない限り、「少なくとも１つを含む」という用語と同義であると理解すべきであり、「の間」又は「～（から）」は限界値を含むものと理解すべきである。

「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」という用語は、記事の文法的対象の１つ以上（すなわち、少なくとも１つ）を指すために使用される。

「及び／又は」という用語には、「及び」、「又は」、そしてこの用語に関連する要素の他のあらゆる可能な組み合わせの意味が含まれる。

すべてのパーセンテージ及び比は、特に明記されない限り、質量で言及される。

よって、本発明の一態様によれば、提供されるのは、内燃機関からの排出ガス処理のための触媒化微粒子フィルターであり、このフィルターは、
（１）基材全長（Ｌ）、入口表面、出口表面、入口軸端、出口軸端を有する多孔質基材を含む微粒子フィルター、
（２）支持材料と、白金、パラジウム及びロジウムから選択される少なくとも１つの白金族金属（ＰＧＭ）とを含む触媒層であって、微粒子フィルターの入口側、出口側、又は両側にコーティングされている、触媒層
を含み、
ここで、その触媒層は、第１ゾーン、第２ゾーン、及び第３ゾーンを含み、
その第１ゾーンは入口軸端で始まり、そして基材全長（Ｌ）の１０～４５％にわたって延びる第１の長さ（Ｌ１）を有し、その第３ゾーンは出口軸端で始まり、そして基材全長（Ｌ）の１０～４５％にわたって延びる第３の長さ（Ｌ３）を有し、その第２ゾーンは第１ゾーンの軸端で始まり、第３ゾーンの軸始点で終わり、そして、
第１ゾーンのＰＧＭの含有量は第２ゾーンのＰＧＭの含有量よりも高く、第３ゾーンのＰＧＭの含有量は第２ゾーンのＰＧＭの含有量よりも高く、この量はゾーン体積あたりの白金族金属の質量として求めたものである。

以下の内容において、本発明の様々な態様をより詳細に定義する。このように定義した各態様は、明確にそれに反する記載がない限り、如何なる他の態様又は複数の態様とも組み合わせて使用してよい。特に、好適である又は有利であると示された如何なる特徴も、好適である又は有利であると示された如何なる他の特徴又は複数の特徴とも組み合わせることができる。微粒子フィルターは、典型的には、多孔質基材で形成される。多孔質基材は、セラミック材料、例えば、コージェライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、ムライト、スポジュメン、アルミナ－シリカ－マグネシア、ジルコニウムシリケート、及び／又はアルミニウムチタネート、典型的にはコージェライト又は炭化ケイ素を含んでよい。多孔質基材は、内燃機関の排出処理システムで典型的に使用される種類の多孔質基材でよい。

内燃機関は、希薄燃焼エンジン、ディーゼルエンジン、天然ガスエンジン、発電所、焼却炉、又はガソリンエンジンでよい。

多孔質基材は、従来のハニカム構造を呈してよい。フィルターは、従来の「スルーフローフィルター」の形態をとることができる。あるいは、従来の「ウォールフローフィルター」（ＷＦＦ）の形態をとることができる。このようなフィルターは、当技術分野で知られている。

微粒子フィルターは、好ましくはウォールフローフィルターである。図１（ａ）及び図１（ｂ）を参照すると、ウォールフローフィルターの例が提供されている。ウォールフローフィルターは、排気ガスの流れ（１３）（粒子状物質を含む）を、多孔質材料で形成された壁を強制的に通過させることで機能する。

ウォールフローフィルターは、典型的には、第１の軸端及び第２の軸端を有し、これらの軸端は両軸端の間の長手方向を画定する。使用時には、第１の軸端及び第２の軸端のうちの一方が排気ガス（１３）の入口軸端となり、他方が処理された排気ガス（１４）の出口軸端となる。従来のウォールフローフィルターは、長手方向に延びる第１及び第２の複数の流路（チャネル）を有する。第１の複数の流路（１１）は、入口軸端（０１）で開放しており、そして出口軸端（０２）で閉鎖している。第２の複数の流路（１２）は、出口軸端（０２）で開放しており、そして入口軸端（０１）で閉鎖している。流路は、好ましくは互いに平行であり、流路間の壁厚を一定としている。その結果、入口軸端から複数の流路のうちの１つに入った気体は、モノリスを出るときには必ず、入口側（２１）から出口側（２２）に流路壁（１５）を通って他の複数の流路内に拡散する。流路は、流路の開放端部にシーラント材を導入することで閉じられている。好ましくは、第１の複数の流路の数は、第２の複数の流路の数と等しく、複数の各々がモノリス全体に均等に分布している。好ましくは、ウォールフローフィルターは、長手方向に直交する平面内で、１平方インチ当たり１００～５００本、好ましくは２００～４００本の流路を有する。例えば、入口軸端（０１）では、開放流路と閉鎖流路の密度は、１平方インチ当たり２００～４００本の流路である。流路は、長方形、正方形、円形、楕円形、三角形、六角形、又は他の多角形の断面を有することができる。

１つ以上の実施態様において、フィルターの多孔質壁の入口側（２１）、フィルターの多孔質壁の出口側（２２）、又は両側（２１及び２２）を、触媒層でコーティングしてよい。装填は、「オン・ウォール」装填又は「イン・ウォール」装填として特徴づけられる。前者は、多孔質壁（１５）の表面上に触媒層が形成されることが特徴である。後者は、触媒層の一部を多孔質壁（１５）の厚さ全体に延ばすことが特徴である。

１つ以上の実施態様において、微粒子フィルターの平均細孔径は、８～２４μｍ、好ましくは１０～２０μｍである。

１つ以上の実施態様において、ＰＧＭは、排気ガス中のＮＯｘ、ＣＯ、及び炭化水素をＮ_２、ＣＯ_２及びＨ_２Ｏに変換し、微粒子フィルターで捕捉された粒子状物質の酸化を引き起こすのに触媒的に有効な量で存在する。

１つ以上の実施態様において、微粒子フィルターは、金属として計算して、０～３０ｇ／ｆｔ^３のロジウム、０～１００ｇ／ｆｔ^３の白金、及び０～１００ｇ／ｆｔ^３のパラジウムを含む。

１つ以上の実施態様において、触媒層は、金属として計算して、２～１２５ｇ／ｆｔ^３の範囲の合計貴金属装填量でＰＧＭを含有する。

いくつかの実施態様において、第１ゾーンはパラジウム及びロジウムを含み、第２ゾーンはパラジウムを含み、第３ゾーンはパラジウム及びロジウムを含む。

他の実施態様において、第１ゾーンは白金及びロジウムを含み、第２ゾーンは白金を含み、第３ゾーンは白金及びロジウムを含む。

他の実施態様において、第１ゾーンは白金及びパラジウムを含み、第２ゾーンは白金を含み、第３ゾーンは白金及びパラジウムを含む。

他の実施態様において、第１ゾーンは白金及びパラジウムを含み、第２ゾーンはパラジウムを含み、第３ゾーンは白金及びパラジウムを含む。

他の実施態様において、第１ゾーンはパラジウム及びロジウムを含み、第２ゾーンはロジウムを含み、第３ゾーンはパラジウム及びロジウムを含む。

他の実施態様において、第１ゾーンは白金及びロジウムを含み、第２ゾーンはロジウムを含み、第３ゾーンは白金及びロジウムを含む。

他の実施態様において、第１ゾーンは白金、パラジウム及びロジウムを含み、第２ゾーンは白金を含み、第３ゾーンは白金、パラジウム及びロジウムを含む。

他の実施態様において、第１ゾーンは白金、パラジウム及びロジウムを含み、第２ゾーンはパラジウムを含み、第３ゾーンは白金、パラジウム及びロジウムを含む。

他の実施態様において、第１ゾーンは白金、パラジウム及びロジウムを含み、第２ゾーンはロジウムを含み、第３ゾーンは白金、パラジウム及びロジウムを含む。

他の実施態様において、第１ゾーンは白金、パラジウム及びロジウムを含み、第２ゾーンは白金及びパラジウムを含み、第３ゾーンは白金、パラジウム及びロジウムを含む。

他の実施態様において、第１ゾーンは白金、パラジウム及びロジウムを含み、第２ゾーンはパラジウム及びロジウムを含み、第３ゾーンは白金、パラジウム及びロジウムを含む。

他の実施態様において、第１ゾーンは白金、パラジウム及びロジウムを含み、第２ゾーンは白金及びロジウムを含み、第３ゾーンは白金、パラジウム及びロジウムを含む。

１つ以上の実施態様において、触媒層は、触媒層のか焼質量に基づいて約５０質量～約９９．９質量％、約６０質量％～約９９．８質量％、約７０質量％～約９９．６質量％の熱水的に安定な支持材料を含む。

１つ以上の好ましい実施態様において、触媒層は、例えば、触媒層のか焼質量に基づいて約５～約９０質量％のアルミナ、好ましくは約１０～約７５質量％のアルミナを含む。

１つ以上の好ましい実施態様において、触媒層は、例えば、触媒層のか焼質量に基づいて約５～約７０質量％のジルコニア、好ましくは約１０～約４０質量％のジルコニアを含む。

１つ以上の好ましい実施態様において、触媒層は、例えば、触媒層のか焼質量に基づいて約５～約６０質量％のセリア、好ましくは約１０～約３０質量％のセリアを含む。

好ましい一実施態様では、本発明の触媒層における熱水的に安定な支持材料の粒径分布は、５００ｎｍ～５０μｍの範囲である。前記熱水的に安定な支持材料の比表面積は、未使用の状態で３０～２００ｍ^２／ｇ、及び空気中１０００℃で４時間か焼した後で１０～１５０ｍ^２／ｇである。

典型的には、本発明の触媒層は、少なくとも約５ｇ／Ｌ、約１０ｇ／Ｌ、約１５ｇ／Ｌ、約２０ｇ／Ｌ、約２５ｇ／Ｌ又は約３０ｇ／Ｌ～約１５０ｇ／Ｌ以下、約１７５ｇ／Ｌ、約２００ｇ／Ｌ、約２２５ｇ／Ｌ、約２５０ｇ／Ｌ、約２７５ｇ／Ｌ、約３００ｇ／Ｌ又は約３２５ｇ／Ｌの範囲の装填量で、フィルター上に装填される。上記で開示された各下端及び各上端を組み合わせて、本発明が明示的に意図している触媒層の装填量範囲が形成されることが理解されよう。或る特定の例示的な実施態様では、触媒層の装填量は、１０～１７０ｇ／Ｌの範囲である。

１つ以上の実施態様において、第１の長さ（Ｌ１）は、基材全長（Ｌ）の１５～４５％にわたって延びる。第３の長さ（Ｌ３）は、基材全長（Ｌ）の１５～４５％にわたって延びる。特定の実施態様では、第１の長さ（Ｌ１）は、基材全長（Ｌ）の２０～４５％にわたって延びる。より具体的な実施態様では、第１の長さ（Ｌ１）は、基材全長（Ｌ）の２５～４０％にわたって延びる。第３の長さ（Ｌ３）は、基材全長（Ｌ）の２５～４０％にわたって延びる。

１つ以上の実施態様において、微粒子フィルターは缶詰されている。別の実施態様では、フィルターは缶詰されていない。「缶詰されている」とは、排出処理システムに組み込むために、微粒子フィルターが筐体内に組み込まれていることを意味する。

「缶詰されていない」とは、排出処理システムに組み込むために、微粒子フィルターが筐体内にまだ組み込まれておらず、依然として触媒層でコーティングされていることを意味する。典型的な缶詰にするプロセスでは、微粒子フィルターは、典型的にはセラミック繊維又はアルミナ繊維で形成された支持マットにスリーブされて、その後金属筐体内に組み込まれる。金属筐体に微粒子フィルターを組み込む方法には、例えば、「クラムシェル」、「スタッフィング」及び「ターニケット」技術が含まれる。このような技術は、当技術分野で知られている。

本発明の別の態様によれば、提供されるのは、触媒化微粒子フィルターと、選択的接触還元（ＳＣＲ）触媒、三元変換（ＴＷＣ）触媒、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、アンモニア酸化（ＡＭＯｘ）触媒、ＮＯｘトラップ、ＮＯｘ吸収触媒、炭化水素トラップ触媒の１つ以上とを含む内燃機関からの排気ガス処理のためのシステムであえる。

本明細書で使用する「選択的接触還元」及び「ＳＣＲ」という用語は、窒素系還元剤を用いて窒素の酸化物を二窒素（Ｎ_２）に還元する触媒プロセスを指す。ＳＣＲ触媒には、ＭＯＲ；ＵＳＹ；ＺＳＭ－５；ＺＳＭ－２０；ベータ－ゼオライト；ＣＨＡ；ＬＥＶ；ＡＥＩ；ＡＦＸ；ＦＥＲ；ＳＡＰＯ；ＡＬＰＯ；バナジウム；酸化バナジウム；酸化チタン；酸化タングステン；酸化モリブデン；酸化セリウム；酸化ジルコニウム；酸化ニオブ；鉄；酸化鉄；酸化マンガン；銅；モリブデン；タングステン；及びそれらの混合物より選択される少なくとも１つの材料が含まれる。ＳＣＲ触媒の活性成分の支持体構造物には、任意の好適なゼオライト、ゼオタイプ、又は非ゼオライト系化合物が含まれる。あるいは、ＳＣＲ触媒には、活性成分として、金属、金属酸化物、又は混合酸化物が含まれてもよい。遷移金属を装填したゼオライト（例えば、銅－チャバザイト、又はＣｕ－ＣＨＡ、及び銅－レビン、又はＣｕ－ＬＥＶ、及びＦｅ－ベータ）及びゼオタイプ（例えば銅－ＳＡＰＯ、又はＣｕ－ＳＡＰＯ）が好ましい。

本明細書で使用する「三元変換」及び「ＴＷＣ」という用語は、ガソリンエンジンの排気ガスからＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘを実質的に除去することができる触媒プロセスを指す。典型的には、ＴＷＣ触媒は主に、白金族金属（ＰＧＭ）、酸素貯蔵成分（ＯＳＣ）、及び耐熱性金属酸化物支持体を含む。

本明細書で使用する「白金族金属」及び「ＰＧＭ」という用語は、白金、パラジウム、ロジウム、オスミウム、イリジウム、及びルテニウム、及びそれらの混合物を含む、元素周期表で定義される１つ以上の化学元素を指す。

いくつかの実施態様では、ＴＷＣ触媒の白金族金属成分は、白金、パラジウム、ロジウム、又はそれらの混合物より選択される。具体的な実施態様では、ＴＷＣ触媒の白金族金属成分は、パラジウムを含む。

いくつかの実施態様においては、ＴＷＣ触媒は、追加の白金族金属を含まない（すなわち、ＴＷＣは１つの白金族金属のみを含む）。他の実施態様では、ＴＷＣ触媒は、追加の白金族金属を含む。１つ以上の実施態様において、追加の白金族金属は、存在する場合、白金、ロジウム、及びそれらの混合物より選択される。具体的な実施態様では、追加の白金族金属成分は、ロジウムを含む。１つ以上の具体的な実施態様では、ＴＷＣ触媒は、パラジウムとロジウムの混合物を含む。他の実施態様では、ＴＷＣ触媒は、白金、パラジウム、及びロジウムの混合物を含む。

本明細書で使用する「酸素貯蔵成分」及び「ＯＳＣ」という用語は、多価の状態を有し、還元条件下でＣＯ又は水素などの還元剤と活発に反応し、それから酸化条件下で酸素又は窒素酸化物などの酸化剤と反応することができる実体を指す。酸素貯蔵成分の例には、希土類酸化物、特にセリア、ランタナ、プラセオジミア、ネオジミア、ニオビア、ユーロピア、サマリア、イッテルビア、イットリア、ジルコニア、及びそれらの混合物が、セリアに加え、含まれる。希土類酸化物は、バルク（例えば、微粒子）の形態であってよい。酸素貯蔵成分には、酸素貯蔵特性を呈する形態のセリアが含まれるとすることができる。セリアの格子酸素は、リッチＡ／Ｆ条件下で一酸化炭素、水素、又は炭化水素と反応することができる。１つ以上の実施態様において、ＴＷＣ触媒のための酸素貯蔵成分は、セリア－ジルコニア複合体又は希土類安定化セリア－ジルコニアを含む。

本明細書で使用する「耐熱性金属酸化物支持体」及び「支持体」という用語は、下にある高表面積の材料を指し、その上に追加の化学的化合物又は元素が担持される。その支持体粒子は、２０Ａよりも大きな細孔を有し、細孔分布が広い。本明細書で定義するように、そのような支持体、例えば、金属酸化物支持体は、モレキュラーシーブ、具体的には、ゼオライトを除く。ある特定の実施態様では、高表面積耐熱性金属酸化物支持体、例えば、「ガンマアルミナ」又は「活性化アルミナ」とも呼ばれるアルミナ支持体材料を利用することができ、かかる材料は、典型的には６０平方メートル／グラム（「ｍ^２／ｇ」）を超える、しばしば約２００ｍ^２／ｇ以下、又はそれより高いＢＥＴ表面積を呈する。このような活性化アルミナは、通常、アルミナのガンマ相とデルタ相の混合物であるが、エータ、カッパ、及びシータアルミナ相の実質的な量も含有する。活性化アルミナ以外の耐熱性金属酸化物は、所与の触媒における触媒成分の少なくとも一部の支持体として使用することができる。例えば、バルクセリア、ジルコニア、アルファアルミナ、シリカ、チタニア、及び他の材料が、このような使用に知られている。

いくつかの実施態様では、ＴＷＣ触媒のための耐熱性金属酸化物支持体は、独立して、アルミナ、ジルコニア、アルミナ－ジルコニア、ランタナ－アルミナ、ランタナ－ジルコニア－アルミナ、アルミナ－クロミア、セリア、アルミナ－セリア、及びそれらの組み合わせからなる群より選択される、活性化した、安定化した、又はその両方の性質を有する化合物を含む。

本明細書で使用する「ディーゼル酸化触媒」及び「ＤＯＣ」という用語は、当技術分野で周知のディーゼル酸化触媒を指す。ディーゼル酸化触媒は、ＣＯをＣＯ_２と気相ＨＣとに、及びディーゼル微粒子の有機画分（可溶性有機画分）をＣＯ_２とＨ_２Ｏとに酸化するように設計されている。典型的なディーゼル酸化触媒には、アルミナ、シリカ－アルミナ、チタニア、シリカ－チタニア、及びゼオライトなどの高表面積の無機酸化物支持体上の白金及び任意のパラジウムが含まれる。本明細書で使用する当該用語には、発熱を生じさせるＤＥＣ（Diesel Exotherm Catalyst（ディーゼル発熱触媒））が含まれる。

本明細書で使用する「アンモニア酸化触媒」及び「ＡＭＯｘ」という用語は、１つ以上の白金族金属（ＰＧＭ）などの、少なくとも１つの支持された貴金属成分を含む触媒を指し、これは排気ガス流からアンモニアを除去するのに有効である。具体的な実施態様では、貴金属には、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、銀又は金が含まれる。具体的な実施態様では、貴金属成分には、貴金属の物理的混合物、又は化学的組み合わせ又は原子でドープされた組み合わせが含まれる。

貴金属成分は、典型的には、高表面積の耐熱性金属酸化物支持体上に堆積される。好適な高表面積の耐熱性金属酸化物の例には、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、及びジルコニア、マグネシア、酸化バリウム、酸化マンガン、酸化タングステン、及び希土類金属酸化物、卑金属酸化物、及びそれらの物理的混合物、化学的組み合わせ及び／又は原子でドープされた組み合わせが含まれる。

本明細書で使用する「ＮＯｘ吸着触媒」及び「ＮＯｘトラップ（リーンＮＯｘトラップ、略称ＬＮＴともいう）」という用語は、リーンバーン内燃機関からの窒素の酸化物（ＮＯ及びＮＯ_２）排出物を吸着により低減するための触媒を指す。典型的なＮＯｘトラップには、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａの酸化物などのアルカリ土類金属酸化物、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓの酸化物などのアルカリ金属酸化物、及び、Ｃｅ、Ｌａ、Ｐｒ及びＮｄの酸化物などの希土類金属酸化物が含まれ、アルミナ支持体に分散した白金などの貴金属触媒と組み合わせて、内燃機関の排気ガス浄化に使用されている。ＮＯｘの貯蔵には、バリアが通常は好ましい。バリアは、リーンエンジン運転時にニトレートを形成し、リッチ条件下では比較的容易にそのニトレートを放出するからである。

本明細書で使用する「炭化水素トラップ」という用語は、低温運転期間中に炭化水素を捕捉し、より高温の運転期間中に炭化水素を放出して酸化させるための触媒を指す。炭化水素トラップは、種々の炭化水素（ＨＣ）を吸着するための１つ以上の炭化水素（ＨＣ）貯蔵成分によってもたらされてもよい。典型的には、貴金属との相互作用が最小である炭化水素貯蔵材料が使用でき、例えば、ゼオライト又はゼオライト様材料などの微多孔質材料が使用できる。好ましくは、炭化水素貯蔵材料はゼオライトである。ベータゼオライトが特に好ましい。ベータゼオライトの細孔の開口が大きく、ディーゼル由来の種の炭化水素分子を効果的に捕捉することが可能だからである。冷間始動運転でのＨＣ貯蔵量を向上させるため、ベータゼオライトに加えて、フォージャサイト、チャバザイト、クリノプチロライト、モルデナイト、シリカライト、ゼオライトＸ、ゼオライトＹ、ウルトラステーブルゼオライトＹ、ＺＳＭ－５ゼオライト、オフレタイト等の他のゼオライトを使用することが可能である。

本発明の別の態様によれば、提供されるのは、触媒化微粒子フィルターの製造方法であり、当該方法は、以下の工程：
１） 第１のＰＧＭと支持材料とを含む水性スラリーを、任意に１つ以上のそのＰＧＭの前駆体を使用して、形成する工程、
２） 水性スラリーを粉砕し、そして微粒子フィルター上にコーティングする工程、
３） 第１のＰＧＭでコーティングされた微粒子フィルターをか焼する工程、
４） 第２のＰＧＭを含有する溶液に、微粒子フィルターの入口軸端及び出口軸端を浸すことにより、第２のＰＧＭを含浸させる工程、
５） 第１のＰＧＭでコーティングされた微粒子フィルターをか焼し、そして第２のＰＧＭに浸す工程
を含む。

工程１）において、第１のＰＧＭの前駆体は、クロリド、ニトレート、アセテート、アンモニア又はアミン錯体水酸化物溶液の形態、又は高度に分散したコロイド状金属分散体の形態であってよい。

工程４）において、第２のＰＧＭは、クロリド、ニトレート、アセテート、アンモニア又はアミン錯体水酸化物溶液の形態、又は高度に分散したコロイド状の金属分散体の形であってよい。

工程３）及び５）のか焼温度は、独立して２５０℃～１０００℃、好ましくは３００℃～７００℃、より好ましくは４５０℃～６５０℃とすることができる。か焼期間は、１０分～１０時間、好ましくは０．５時間～８時間、より好ましくは１時間～４時間でよい。

他の態様には、微粒子フィルターを提供することと、エンジンからの排気ガスを微粒子フィルターに通すこととを含む、内燃機関からの排気ガスを処理するための方法が含まれる。典型的には、排気ガスは、未燃焼の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物、及び粒子状物質を含む。

本発明を、以下の実施例によってさらに説明するが、これは本発明を説明するために記載されるものであり、その限定として解釈されるものではない。特に明記されない限り、あらゆる部及びパーセンテージは質量によるものであり、特に明記されない限り、あらゆる質量パーセンテージは、水含有量を除くことを意味する乾燥ベースで表す。各実施例において、フィルター基材はコージエライトで作られていた。

実施例１－比較例
実施例１は、ＰＧＭ装填量が２５ｇ／ｆｔ^３（Ｐｄ／Ｒｈ＝３／２）であるＰｄ／Ｒｈ触媒層を有する微粒子フィルターであった。実施例１を、ウォールフローフィルター基材の入口側から単一被覆を用いて調製した。ウォールフローフィルター基材は、寸法が１１８．４ｍｍ（Ｄ）×１２７ｍｍ（Ｌ）、体積が１．４０Ｌ、セル密度が１平方インチ当たり３００セル、壁厚が約２００μｍ、水銀圧入測定による多孔度が６５％及び平均細孔径が１８μｍであった。

基材上にコーティングされたＰｄ／Ｒｈ触媒層は、先行技術の三元変換触媒（ＴＷＣ）複合体を含有していた。ＰＧＭ分布レイアウトを、図２（ａ）に示す。触媒層は、以下のように調製した。

パラジウムニトレート溶液の形態のパラジウムを、プラネタリーミキサーによって耐熱性アルミナ及び安定化したセリア－ジルコニア複合体（セリア約４０質量％）に含浸させ、湿潤粉末を形成する一方で初期湿潤を達成した。ロジウムニトレート溶液の形態のロジウムを、プラネタリーミキサーによって耐熱性アルミナ及び安定化したセリア－ジルコニア複合体（セリア約４０質量％）に含浸させ、湿潤粉体を形成する一方で初期湿潤を達成した。上記粉末を水中に添加し、その後バリウムヒドロキシド及びジルコニウムニトレート溶液を加えることにより、水性スラリーを形成した。次いでスラリーを、粒子径の９０％が５μｍになるまで粉砕した。次にこのスラリーを、当技術分野で知られている堆積法を用いて、ウォールフローフィルター基材の入口側から被覆し、基材全長を覆った。コーティング後、フィルター基材と入口被覆とを１５０℃で乾燥させてから、５５０℃の温度で約１時間か焼した。か焼したＰｄ／Ｒｈ触媒層は、２４．８質量％のアルミナ、６８．５質量％のセリア－ジルコニア複合体、０．４７質量％のパラジウム、０．２３質量％のロジウム、４．６質量％の酸化バリウム及び１．４質量％のジルコニア酸化物を有していた。触媒層の合計装填量は、１．２４ｇ／ｉｎ^３であった。

実施例２
実施例２は、基材上に入口側からコーティングされて基材全長を覆っている、Ｐｄ装填量が１５ｇ／ｆｔ^３である第１のＰｄ触媒層、及び基材上に入口側からコーティングされて基材全長の３０％を覆っている、局所的なＲｈ装填量が３３．３ｇ／ｆｔ^３である第２のＲｈ触媒成分を有する微粒子フィルターであった。ＰＧＭの分布レイアウトを図２（ｂ）に示す。

ウォールフローフィルター基材は、寸法が１１８．４ｍｍ（Ｄ）×１２７ｍｍ（Ｌ）、体積が１．４０Ｌ、セル密度が１平方インチ当たり３００セル、壁厚が約２００μｍ、水銀圧入測定による多孔度が６５％及び平均細孔径が１８μｍであった。

第１のＰｄ触媒層を、次のように調製した。

パラジウムニトレート溶液の形態のパラジウムを、プラネタリーミキサーによって耐熱性アルミナ及び安定化したセリア－ジルコニア複合体（セリア約４０質量％）に含浸させ、湿潤粉末を形成する一方で初期湿潤を達成した。上記粉末を水中に添加し、その後バリウムヒドロキシド及びジルコニウムニトレート溶液を加えることにより、水性スラリーを形成した。次いでスラリーを、粒子径の９０％が５μｍになるまで粉砕した。次にこのスラリーを、当技術分野で知られている堆積法を用いて、ウォールフローフィルター基材の入口側から被覆し、基材全長の１００％を覆った。コーティング後、フィルター基材と入口被覆とを１５０℃で乾燥させてから、５５０℃の温度で約１時間か焼した。か焼したＰｄ触媒層は、２４．８質量％のアルミナ、６８．５質量％のセリア－ジルコニア複合体、０．７０質量％のパラジウム、４．６質量％の酸化バリウム及び１．４質量％のジルコニア酸化物を有していた。触媒層の合計装填量は、全基材体積の１００％で１．２４ｇ／ｉｎ^３であった。

第２のＲｈ触媒成分を、次のように調製した。

合計で１０ｇ／ｆｔ^３のロジウムを、ロジウムニトレート溶液の形態で、フィルターの入口軸端から基材長の３０％を覆うように堆積させた。この場合、基材はすでに第１のＰｄ触媒層を含有していた。後続の工程では、フィルターを１５０℃で乾燥させてから、空気中５５０℃の温度で約１時間か焼した。

実施例３
実施例３は、第２のＲｈ触媒成分を、出口側から基材長の３０％を覆うように出口軸端から堆積させたことを除いて、実施例２と同様の方法で調製した。ＰＧＭ分布レイアウトを図２（ｃ）に示す。

実施例４
実施例４は、基材上に入口側からコーティングされて基材全長を覆っている、Ｐｄ装填量が１５ｇ／ｆｔ^３である第１のＰｄ触媒層、及び基材上に入口側と出口側との両方からコーティングされて、両側で基材全長の１０％を覆っている、局所的なＲｈ装填量が５０ｇ／ｆｔ^３である第２のＲｈ触媒成分を有する微粒子フィルターであった。ＰＧＭの分布レイアウトを図２（ｄ）に示す。

実施例４は、第２のＲｈ触媒成分を、基材長の１０％を各側から覆うように入口軸端と出口軸端との両方から堆積させたことを除いて、実施例２と同様の方法で調製した。

実施例５
実施例５は、第２のＲｈ触媒成分が覆う長さが、入口軸端と出口軸端との両方から基材長さの１５％であったことを除いて、実施例４と同様の方法で調製した。ＰＧＭ分布レイアウトを図２（ｅ）に示す。

実施例６
実施例６は、第２のＲｈ触媒成分が覆う長さが、入口軸端と出口軸端との両方から基材長さの３０％であったことを除いて、実施例４と同様の方法で調製した。ＰＧＭ分布レイアウトを図２（ｆ）に示す。

実施例７
実施例７は、第２のＲｈ触媒成分が覆う長さが、入口軸端と出口軸端との両方から基材長さの４５％であったことを除いて、実施例４と同様の方法で調製した。ＰＧＭ分布レイアウトを図２（ｇ）に示す。

実施例１～７の合計触媒層装填量及び合計貴金属装填量は、表１に示すように、ＰＧＭ分布レイアウトが異なるにもかかわらず、同一であった。

実施例８－触媒の試験
実施例１～７で調製したすべての触媒を、典型的な入口温度が～８７５℃であり、そして典型的な触媒床温度が～９２５℃で～９８０℃を超えないように動作するように設定されたエンジンを使用して、発熱エージングプロトコルでエージングした。エンジンを出るガスフィード組成は、車両耐久性試験の典型的な動作条件をシミュレートするために、リッチとリーンを交互に繰り返した。すべての触媒フィルターを同じ条件で１５０時間エージングした。

排出性能は、ＷＬＴＣ試験プロトコルで動作するＣＣのみの排出制御システム構成の２．０Ｌターボ充電エンジンを使用して試験した。各触媒フィルターは、高い実験再現性及びデータの一貫性を保証するために、少なくとも３回試験した。

フィルター触媒における白金族金属（この場合はロジウム）の溶液吸収の最適な使用を図５に示す。最も性能の良い本発明の触媒実施例５～７は、ウォッシュコート支持製剤を変更することなく、同じ白金族金属装填量での参照実施例１と比較して、ＷＬＴＣ試験で～２０％のＴＨＣ、～２０％のＣＯ、及び～２５％のＮＯ_ｘの改善を示している。これは入念に設計されたロジウム濃縮ゾーンによるものであり、当該ゾーンでは、ＰＧＭ溶液の吸収が、入口軸端と出口軸端との両方で、最適なゾーン長で行われた。フィルター部分の片端のみでロジウムが濃縮された実施例２及び３、及びフィルター部分の両端ではあるが、非常に短いロジウムゾーン長であった実施例４は、実施例５～７に匹敵する気相変換活性を示さなかった。

実施例９－比較例
実施例９は、ＰＧＭ装填量が１５ｇ／ｆｔ^３（Ｐｄ／Ｒｈ＝２／１）であるＰｄ／Ｒｈ触媒層を有する微粒子フィルターであった。実施例９を、ウォールフローフィルター基材の入口側から単一被覆を用いて調製した。ウォールフローフィルター基材は、寸法が１１８．４ｍｍ（Ｄ）×１２７ｍｍ（Ｌ）、体積が１．４０Ｌ、セル密度が１平方インチ当たり３００セル、壁厚が約２００μｍ、水銀圧入測定による多孔度が６５％及び平均細孔径が１８μｍであった。

基材上にコーティングされたＰｄ／Ｒｈ触媒層は、先行技術の三元変換（ＴＷＣ）触媒複合体を含有していた。ＰＧＭの分布レイアウトを図３（ａ）に示す。触媒層は以下のように調製した。

パラジウムニトレート溶液の形態のパラジウムを、プラネタリーミキサーによって耐熱性アルミナ及び安定化したセリア－ジルコニア複合体（セリア約４０質量％）に含浸させ、湿潤粉末を形成する一方で初期湿潤を達成した。ロジウムニトレート溶液の形態のロジウムを、プラネタリーミキサーによって耐熱性アルミナ及び安定化したセリア－ジルコニア複合体（セリア約４０質量％）に含浸させ、湿潤粉体を形成する一方で初期湿潤を達成した。上記粉末を水中に添加し、その後バリウムヒドロキシド及びジルコニウムニトレート溶液を加えることにより、水性スラリーを形成した。次いでスラリーを、粒子径の９０％が５μｍになるまで粉砕した。次にこのスラリーを、当技術分野で知られている堆積法を用いて、ウォールフローフィルター基材の入口側から被覆し、基材全長を覆った。コーティング後、フィルター基材と入口被覆とを１５０℃で乾燥させてから、５５０℃の温度で約１時間か焼した。か焼したＰｄ／Ｒｈ触媒層は、２４．８質量％のアルミナ、６８．５質量％のセリア－ジルコニア複合体、０．４７質量％のパラジウム、０．２３質量％のロジウム、４．６質量％の酸化バリウム及び１．４質量％のジルコニア酸化物を有していた。触媒層の合計装填量は、１．２４ｇ／ｉｎ^３であった。

実施例１０
実施例１０は、基材上に入口側からコーティングされて基材全長を覆っている、Ｒｈ装填量が５ｇ／ｆｔ^３である第１のＲｈ触媒層、及び基材上に入口軸端と出口軸端との両方からコーティングされて、各々が基材全長の３０％を覆っている、局所的なＰｄ装填量が３３．３ｇ／ｆｔ^３である第２のＰｄ触媒成分を有する微粒子フィルターであった。ＰＧＭの分布レイアウトを図３（ｂ）に示す。

第１のＲｈ触媒成分を、次のように調製した。

ロジウムニトレート溶液の形態のロジウムを、プラネタリーミキサーによって耐熱性アルミナ及び安定化したセリア－ジルコニア複合体（セリア約４０質量％）に含浸させ、湿潤粉末を形成する一方で初期湿潤を達成した。上記粉末を水中に添加し、その後バリウムヒドロキシド及びジルコニウムニトレート溶液を加えることにより、水性スラリーを形成した。次いでスラリーを、粒子径の９０％が５μｍになるまで粉砕した。次にこのスラリーを、当技術分野で知られている堆積法を用いて、ウォールフローフィルター基材の入口側から被覆し、基材全長の１００％を覆った。コーティング後、フィルター基材と入口被覆とを１５０℃で乾燥させてから、５５０℃の温度で約１時間か焼した。か焼したＲｈ触媒層は、２４．９質量％のアルミナ、６８．９質量％のセリア－ジルコニア複合体、０．２３質量％のロジウム、４．６質量％の酸化バリウム及び１．４質量％のジルコニア酸化物を有していた。触媒層の合計装填量は、全基材体積の１００％で１．２３ｇ／ｉｎ^３であった。

第２のＰｄ触媒成分を、次のように調製した。

合計で１０ｇ／ｆｔ^３のパラジウムを、パラジウムニトレート溶液の形態で、第１のＲｈ触媒層をすでに含有しているフィルター基材の入口軸端と出口軸端との両方から基材長の３０％を覆うように堆積させた。後続の工程では、フィルターを１５０℃で乾燥させてから、空気中５５０℃の温度で約１時間か焼した。

実施例９及び１０の合計触媒層装填量及び合計貴金属装填量は、表１に示すように、ＰＧＭ分布レイアウトが異なるにもかかわらず、同一であった。

実施例１１－触媒の試験
実施例９及び１０で調製した両触媒を、典型的な入口温度が～８７５℃であり、そして典型的な触媒床温度が～９２５℃で～９８０℃を超えないように動作するように設定されたエンジンを使用して、発熱エージングプロトコルでエージングした。エンジンを出るガスフィード組成は、車両耐久性試験の典型的な動作条件をシミュレートするために、リッチとリーンを交互に繰り返した。すべての触媒フィルターを同じ条件で１００時間エージングした。

排出性能は、ＷＬＴＣ試験プロトコルで動作するＣＣのみの排出制御システム構成の１．５Ｌターボ充電エンジンを使用して試験した。各触媒フィルターは、高い実験再現性及びデータの一貫性を保証するために、少なくとも３回試験した。

最適化されたレイアウトにおけるパラジウムの溶液吸収の利点を図６に示す。本発明の触媒の実施例１０は、同じウォッシュコート装填量及び合計ＰＧＭ装填量で、参照実施例９と比較してＷＬＴＣ試験において～１０～１５％のＴＨＣ及びＮＯ_ｘの改善を達成した。

実施例１２－比較例
実施例１２は、ＰＧＭ装填量が２５ｇ／ｆｔ^３（Ｐｄ／Ｒｈ＝３／２）であるＰｄ／Ｒｈ触媒層を有する微粒子フィルターであった。実施例１２を、ウォールフローフィルター基材の入口側から単一被覆を用いて調製した。ウォールフローフィルター基材は、寸法が１１８．４ｍｍ（Ｄ）×１２７ｍｍ（Ｌ）、体積が１．４０Ｌ、セル密度が１平方インチ当たり３００セル、壁厚が約２００μｍ、水銀圧入測定による多孔度が６５％及び平均細孔径が１８μｍであった。

基材上にコーティングされたＰｔ／Ｒｈ触媒層は、先行技術の三元変換（ＴＷＣ）触媒複合体を含有していた。ＰＧＭの分布レイアウトを図４（ａ）に示す。触媒層は以下のように調製した。

白金テトラアミンオキシド溶液の形態の白金を、プラネタリーミキサーによって耐熱性アルミナ及び安定化したセリア－ジルコニア複合体（セリア約４０質量％）に含浸させ、湿潤粉末を形成する一方で初期湿潤を達成した。ロジウムニトレート溶液の形態のロジウムを、プラネタリーミキサーによって耐熱性アルミナ及び安定化したセリア－ジルコニア複合体（セリア約４０質量％）に含浸させ、湿潤粉体を形成する一方で初期湿潤を達成した。上記粉末を水中に添加し、その後バリウムヒドロキシド及びジルコニウムニトレート溶液を加えることにより、水性スラリーを形成した。次いでスラリーを、粒子径の９０％が５μｍになるまで粉砕した。次にこのスラリーを、当技術分野で知られている堆積法を用いて、ウォールフローフィルター基材の入口側から被覆し、基材全長を覆った。コーティング後、フィルター基材と入口被覆とを１５０℃で乾燥させてから、５５０℃の温度で約１時間か焼した。か焼したＰｔ／Ｒｈ触媒層は、２４．７質量％のアルミナ、６８．２質量％のセリア－ジルコニア複合体、０．７０質量％の白金、０．４７質量％のロジウム、４．６質量％の酸化バリウム及び１．４質量％のジルコニア酸化物を有していた。触媒層の合計装填量は、１．２４ｇ／ｉｎ^３であった。

実施例１３
実施例１３は、基材上に入口側からコーティングされて基材全長を覆っている、Ｒｈ装填量が１０ｇ／ｆｔ^３である第１のＲｈ触媒層、及び基材上に入口軸端と出口軸端との両方からコーティングされて、各々が基材全長の３０％を覆っている、局所的なＰｔ装填量が２５ｇ／ｆｔ^３である第２のＰｔ触媒成分を有する微粒子フィルターであった。ＰＧＭの分布レイアウトを図４（ｂ）に示す。

第１のＲｈ触媒成分を、次のように調製した。

ロジウムニトレート溶液の形態のロジウムを、プラネタリーミキサーによって耐熱性アルミナ及び安定化したセリア－ジルコニア複合体（セリア約４０質量％）に含浸させ、湿潤粉末を形成する一方で初期湿潤を達成した。上記粉末を水中に添加し、その後バリウムヒドロキシド及びジルコニウムニトレート溶液を加えることにより、水性スラリーを形成した。次いでスラリーを、粒子径の９０％が５μｍになるまで粉砕した。次にこのスラリーを、当技術分野で知られている堆積法を用いて、ウォールフローフィルター基材の入口側から被覆し、基材全長の１００％を覆った。コーティング後、フィルター基材と入口被覆とを１５０℃で乾燥させてから、５５０℃の温度で約１時間か焼した。か焼したＲｈ触媒層は、２４．８質量％のアルミナ、６８．７質量％のセリア－ジルコニア複合体、０．４７質量％のロジウム、４．６質量％の酸化バリウム及び１．４質量％のジルコニア酸化物を有していた。触媒層の合計装填量は、全基材体積の１００％で１．２３ｇ／ｉｎ^３であった。

第２のＰｔ触媒成分を、次のように調製した。

合計で１５ｇ／ｆｔ^３の白金を、白金テトラアミンオキシド溶液の形態で、第１のＲｈ触媒層をすでに含有しているフィルター基材の入口軸端と出口軸端との両方から基材長の３０％を覆うように堆積させた。後続の工程では、フィルターを１５０℃で乾燥させてから、空気中５５０℃の温度で約１時間か焼した。

実施例１２及び１３の合計触媒層装填量及び合計貴金属装填量は、表１に示すように、ＰＧＭ分布レイアウトが異なるにもかかわらず、同一であった。

実施例１４－触媒の試験
実施例１２及び１３で調製した両触媒を、典型的な入口温度が～８７５℃であり、そして典型的な触媒床温度が～９２５℃で～９８０℃を超えないように動作するように設定されたエンジンを使用して、発熱エージングプロトコルでエージングした。エンジンを出るガスフィード組成は、車両耐久性試験の典型的な動作条件をシミュレートするために、リッチとリーンを交互に繰り返した。すべての触媒フィルターを同じ条件で１５０時間エージングした。

排出性能は、ＷＬＴＣ試験プロトコルで動作するＣＣのみの排出制御システム構成の２．０Ｌターボ充電エンジンを使用して試験した。各触媒フィルターは、高い実験再現性及びデータの一貫性を保証するために、少なくとも３回試験した。

最適化されたレイアウトにおける白金の溶液吸収の利点を図７に示す。本発明の触媒の実施例１３は、同じウォッシュコート装填量及び合計ＰＧＭ装填量で、ＷＬＴＣ試験において参照実施例１２と比較して～７％のＣＯ及び～２０％のＮＯ_ｘの改善を達成した。

Claims (11)

1. 内燃機関からの排出ガス処理のための触媒化微粒子フィルターであって、
   （１）基材全長（Ｌ）、入口表面、出口表面、入口軸端、出口軸端を有する多孔質基材を含む微粒子フィルター、
   （２）支持材料と、白金、パラジウム及びロジウムから選択される少なくとも１つの白金族金属（ＰＧＭ）とを含む触媒層であって、前記微粒子フィルターの入口側、出口側、又は両側にコーティングされている、触媒層
   を含み、
   ここで、前記触媒層が、第１ゾーン、第２ゾーン、及び第３ゾーンを含み、
   前記第１ゾーンが入口軸端で始まり、そして基材全長（Ｌ）の１０～４５％にわたって延びる第１の長さ（Ｌ１）を有し、前記第３ゾーンが出口軸端で始まり、そして基材全長（Ｌ）の１０～４５％にわたって延びる第３の長さ（Ｌ３）を有し、前記第２ゾーンが第１ゾーンの軸端で始まり、第３ゾーンの軸始点で終わり、そして、
   前記第１ゾーンのＰＧＭの含有量が前記第２ゾーンのＰＧＭの含有量よりも高く、前記第３ゾーンのＰＧＭの含有量が前記第２ゾーンのＰＧＭの含有量よりも高く、この量はゾーン体積あたりの白金族金属の質量として求めたものである、触媒化微粒子フィルター。
2. 前記微粒子フィルターが、ハニカム構造を含むウォールフローフィルターである、請求項１に記載の触媒化微粒子フィルター。
3. 前記微粒子フィルターの平均細孔径が８～２４μｍ、好ましくは１０～２０μｍである、請求項１又は２に記載の触媒化微粒子フィルター。
4. 前記ＰＧＭが、排気ガス中のＮＯｘ、ＣＯ、及び炭化水素をＮ_２、ＣＯ_２及びＨ_２Ｏに変換し、前記微粒子フィルターで捕捉された粒子状物質の酸化を引き起こすのに触媒的に有効な量で存在する、請求項１から３のいずれか一項に記載の触媒化微粒子フィルター。
5. 前記微粒子フィルターが、金属として計算して、０～３０ｇ／ｆｔ^３のロジウム、０～１００ｇ／ｆｔ^３の白金、及び０～１００ｇ／ｆｔ^３のパラジウムを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の触媒化微粒子フィルター。
6. 前記触媒層が、１０～１７０ｇ／Ｌの範囲の装填量を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の触媒化微粒子フィルター。
7. 第１の長さ（Ｌ１）が、基材全長（Ｌ）の１５～４５％にわたって延び、第３の長さ（Ｌ３）が、基材全長（Ｌ）の１５～４５％にわたって延びる、請求項１から６のいずれか一項に記載の触媒化微粒子フィルター。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の触媒化微粒子フィルターと、選択的接触還元（ＳＣＲ）触媒、三元変換（ＴＷＣ）触媒、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、アンモニア酸化（ＡＭＯｘ）触媒、ＮＯｘトラップ、ＮＯｘ吸収触媒、炭化水素トラップ触媒の１つ以上とを含む、内燃機関からの排気ガス処理のためのシステム。
9. 請求項１から７のいずれか一項に記載の触媒化微粒子フィルターの製造方法であって、以下の工程：
   １） 第１のＰＧＭと支持材料とを含む水性スラリーを、任意に１つ以上のそのＰＧＭの前駆体を使用して、形成する工程、
   ２） 前記水性スラリーを粉砕し、そして前記微粒子フィルター上にコーティングする工程、
   ３） 前記第１のＰＧＭでコーティングされた前記微粒子フィルターをか焼する工程、
   ４） 第２のＰＧＭを含有する溶液に、前記微粒子フィルターの入口軸端及び出口軸端を浸すことにより、前記第２のＰＧＭを含浸させる工程、
   ５） 前記第１のＰＧＭでコーティングされた前記微粒子フィルターをか焼し、そして前記第２のＰＧＭに浸す工程
   を含む方法。
10. 内燃機関からの排気ガスを処理するための方法であって、
    （１） 請求項１から７のいずれか一項に記載の触媒化微粒子フィルターと、
    （２） 前記機関からの前記排気ガスを前記触媒化微粒子フィルターに通すこととを含む、方法。
11. 前記排気ガスが、未燃焼の炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物、及び粒子状物質を含む、請求項１０に記載の方法。

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